Mô tả chung
Với thông tin về hiện trạng của hệ thống thu gom và xử lý nước thải tinh bột sắn của các nhà máy chế biến tinh bột sắn thì hiện nay, hầu hết nước thải mới chỉ được thu gom và xử lý sơ bộ tại hồ CIGAR, với các thông số nước thải phía sau hồ như thông tin đã nói ở CHƯƠNG 1. Do vậy, phương án đề xuất của chúng tôi ở đây là:
– Tận dụng lại hệ thống thu gom và tiếp tục sử dụng công trình hồ CIGAR như bước chứa, điều hòa và xử lý kỵ khí cho nước thải nhà máy tinh bột sắn.
– Sử dụng phương pháp hóa lý để xử lý sơ bộ các thành phần ô nhiễm trong nước thải, làm giảm chúng đi để phù hợp cho quy trình phía sau. Phương pháp hóa lý bao gôm: Trung hòa, keo tụ, Lắng. Các thành phần sẽ bị loại bỏ cơ bản: BOD, COD, SS, Phốt pho…
– Sử dụng phương pháp xử lý sinh học để làm sạch triệt để nước thải. Phương pháp sinh học được lựa chọn là SBR-V cải tiến, đã được ứng dụng tại rất nhiều nhà máy cũng khu khu công nghiệp ở Việt Nam.
– Cuối cùng, nhằm đáp ứng tiêu chuẩn A QCVN 40:2011/BTNMT, nước thải được lọc qua cát thô và Than hoạt tính rồi khử trùng trước khi thải ra môi trường.
Mô tả công nghệ SBR-V cải tiến
Công nghệ SBRV sẽ giúp cho việc vận hành của toàn bộ hệ thống đơn giản hơn nhiều và giảm chi phí đầu tư cũng như vận hành quá trình.
Lợi ích của Hệ thống SBRV lớn hơn rất nhiều so với công nghệ SBR và công nghệ sinh học truyền thống sẽ được chỉ ra trong phần so sánh dưới dây.
Về kích thước các bể trong các hạng mục xử lý thì công nghệ SBRV cũng giống như công nghệ xử lý nước thải truyền thống. Tuy nhiên số lượng bể cho một dây chuyền xử lý là rất ít (SBRV không dùng bể lắng sơ cấp và thứ cấp ), Khác biệt rất lớn về chi phí đầu tư nằm ở phần thiết bị sử dụng.
Hiệu quả vận hành của SBRV được khẳng định bằng rất nhiều công trình đã và đang hoạt động hiệu quả tại Việt Nam và trên toàn Thế Giới.
>>>Xem thêm :
1. ĐẶC TRƯNG CỦA NƯỚC THẢI TINH BỘT SẮN
Các thành phần hữu cơ như tinh bột, protein, xenluloza, pectin, đường có trong nguyên liệu củ sắn tươi là nguyên nhân gây ô nhiễm cao cho các dòng nước thải của nhà máy sản xuất tinh bột sắn. Nước thải sinh ra từ dây chuyền sản xuất tinh bột sắn có các thông số đặc trưng: pH thấp, hàm lượng chất hữu cơ và vô cơ cao, thể hiện qua hàm lượng chất rắn lơ lửng (SS), TSS rất cao, các chất dinh dưỡng chứa N, P, các chỉ số về nhu cầu oxy sinh học (BOD5), nhu cầu oxy hoá học (COD), …với nồng độ rất cao và trong thành phần của vỏ sắn và lõi củ sắn có chứa Cyanua (CN-) một trong những chất độc hại có khả năng gây ung thư.
Nồng độ ô nhiễm của nước thải thể hiện cụ thể ở bảng sau.
Bảng chất lượng nước thải sản xuất bột sắn
| Stt | Chỉ Tiêu | Đơn vị | Giá Trị | QCVN 24:2009, cột B |
| 1 | pH | – | 4,5 – 5,3 | 5,5 – 9 |
| 2 | COD | Mg/l | 10.000 | 50 |
| 3 | BOD5(20oC) | Mg/l | 8.000 | 100 |
| 4 | Cặn lơ lửng (SS) | Mg/l | 2.300 | 100 |
| 5 | Nitơ tổng | Mg/l | 170 | 30 |
| 6 | Phốt pho tổng | Mg/l | 30 | 6 |
| 7 | Cyanua (CN–) | Mg/l | 20 | 0,1 |
Tính chất nước thải ngành tinh bột sắn
| STT | Chỉ tiêu | Đơn vị | Bể rửa, bóc vỏ và băm nhỏ | Sàng, Lọc | Tổng hợp |
| 1 | pH | – | 4.9 | 4.5 | 4.7 |
| 2 | SS | Mg/l | 1300 | 3300 | 2300 |
| 3 | BOD5 (200C) | Mg/l | 3500 | 9500 | 7000 |
| 4 | COD | Mg/l | 6300 | 11500 | 8900 |
| 5 | Nitơ tổng | Mg/l | 90 | 250 | 170 |
| 6 | Photpho tổng | Mg/l | 15 | 45 | 30 |
| 7 | CN– | Mg/l | 25 | 15 | 20 |
Trong nhà máy Chế Biến Tinh Bột, thành phần nước thải tinh bột sắn sinh ra chủ yếu từ bóc vỏ, rửa củ, băm nhỏ và lắng lọc là các nguồn ô nhiễm chính. Trên cơ sở này việc lấy mẫu và phân tích thành phần nước thải được thực hiện ở hai công đoạn riêng biệt và kết hợp hai công đoạn này.
Tính chất nước thải ngành tinh bột mì mang tính chất acid và có khả năng phân hủy sinh học. Đặc biệt với loại nước thải này là trong khoai mì có chứa HCN là một acid có tính độc hại. Khi ngâm khoai mì vào trong nước HCN sẽ tan vào trong nước và theo nước thải ra ngoài.
2. THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
Bể lắng cát:
Có nhiệm vụ loại bỏ cát, mảng kim loại,… trong nguyên liệu, trong nước thải vệ sinh nhà xưởng. Nước thải từ các khu vực sản xuất theo mạng lưới thoát nước riêng chảy vào bể lắng cát của trạm xử lý. Tại đây, để bảo vệ thiết bị và hệ thống đường ống công nghệ phía sau, song chắn rác thô được lắp đặt trước bể lắng cát để loại bỏ các tạp chất có kích thước lớn ra khỏi nước thải. Bể lắng cát giữ lại phần lớn các hạt cát có kích thước lớn hơn 0,2mm bao gồm những hạt cát rời và một phần cát dính trong lớp vỏ gỗ, tránh ảnh hưởng đến máy bơm và thiết bị ở các công trình sau. Trong nước thải chế biến tinh bột sắn thường có hàm lượng cát đáng kể, vì vậy trong công nghệ xử lý cần thiết phải có bể lắng cát. Nước thải sau khi qua bể lắng cát sẽ tự chảy vào hầm tiếp nhận.
Nước thải trước khi đến bể điều hòa sẽ qua lưới chắn rác tinh. Lưới chắn rác tinh có nhiệm vụ loại bỏ các sơ sợi sắn, lớp váng bọt nổi và rác có kích thước nhỏ hơn 10mm.
Bể điều hòa:
sự dao động nồng độ và lưu lượng nước thải sẽ ảnh hưởng đến chế độ công tác của mạng lưới và các công trình xử lý, đặc biệt quan trọng với các công trình hóa lý, sinh học với việc làm ổn dịnh nồng độ nước thải sẽ giúp giảm nhẹ kích thước công trình xử lý hóa lý, đơn giản hóa công nghệ xử lý và tăng hiệu quả xử lý nước thải ở các công trình xử lý. Tại bể điều hoà nhờ quá trình khuấy trộn và cấp khí giúp ổn định lưu lượng và nồng độ các chất ô nhiễm như: BOD5, COD, pH, CN–…tại đây nước thải được bơm sang bể phản ứng.
Bể trung hòa:
Nước thải công nghệ chế biến tinh bột sắn đều có pH thấp, ở các công đoạn do quá trình lên men axit tinh bột. Do đó, trước khi tiến hành xử lý sinh học (yêu cầu pH từ 6.5 – 8.5) hay quá trình hóa lý thường yêu cầu pH trung tính cần tiến hành trung hòa để tạo điều kiện thích hợp cho vi sinh phát triển tốt.
Bể phản ứng:
hóa chất keo tụ được châm vào bể với liều lượng nhất định và được kiểm soát chặt chẽ bằng bơm định lượng hóa chất. Dưới tác dụng của hệ thống cánh khuấy với tốc độ lớn được lắp đặt trong bể, hóa chất keo tụ được hòa trộn nhanh và đều vào trong nước thải, hình thành các bông cặn nhỏ li ti khắp diện tích bể.
Bể keo tụ tạo bông:
Hỗn hợp nước thải này tự chảy qua bể keo tụ tạo bông. Dưới tác dụng của chất trợ keo tụ và hệ thống motor cánh khuấy với tốc độ chậm, các bông cặn li ti sẽ chuyển động, va chạm, dính kết và hình thành nên những bông cặn có kích thước và khối lượng lớn gấp nhiều lần các bông cặn ban đầu, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lắng ở bể lắng. Hỗn hợp nước và bông cặn ở bể keo tụ tạo bông tự chảy sang bể lắng.
Bể lắng 1:
Bể lắng có chức năng loại bỏ các chất lắng được mà các chất này có thể gây ra hiện tượng bùn lắng trong nguồn tiếp nhận, tách dầu mỡ và các chất nổi khác, giảm tải trọng hữu cơ cho các công trình xử lý phía sau. Phần bùn trong nước thải được giữ lại ở đáy bể lắng. Lượng bùn này được bơm qua bể chứa bùn.
Bể UASB:
Phần nước sau khi tách bùn được bơm bể phản ứng kỵ khí UASB, bên cạnh việc phân huỷ phần lớn các chất hữu cơ thì CN– cũng được phân huỷ đáng kể tại đây, nhằm giảm đến mức thấp nhất nồng độ CN– trước khi dẫn vào bể lọc sinh học. Bể UASB thường được áp dụng xử lý nước thải có hàm lượng chất hữu cơ cao như nước thải ngành tinh bột sắn. Nước thải được nạp từ phía đáy bể, đi qua lớp bùn hạt, quá trình xử lý xảy ra khi các chất hữu cơ tiếp xúc với bùn hạt. Đặc tính quan trọng nhất của bùn từ bể UASB là vận tốc lắng của bùn khá cao, nhờ đó có thể vận hành thiết bị kỵ khí với vận tốc ngược dòng từ dưới lên cao. Khi vận hành ở giai đoạn đầu tải trọng chất hữu cơ không được quá cao vì vi sinh vật acid hóa sẽ tạo acid béo dễ bay hơi với vận tốc nhanh hơn rất nhiều lần so với tốc của các acid này thành acetate dưới tác dụng của vi khuẩn acetate làm giảm pH môi trường, ức chế vi khuẩn methane hóa. Tải trọng hữu cơ có thể tăng dần khi vi khuẩn thích nghi. Vì vậy, với hệ thống UASB tải trọng chất hữu cơ có thể đạt cao trong giai đoạn hoạt động ổn định. Bùn từ bể lắng 1 và bùn dư từ bể UASB sẽ được dẫn đến sân phơi bùn, nhằm giảm độ ẩm và khối lượng bùn để dễ dàng vận chuyển ra bãi thải.
Bể lọc sinh học:
Màng sinh học hiếu khí là một hệ VSV tuỳ tiện, ở ngoài cùng của màng là lớp vi khuẩn hiếu khí, lớp sâu bên trong màng là các vi khuẩn kỵ khí. Phần cuối cùng của màng là các động vật nguyên sinh và một số các vi khuẩn khác. Vi sinh trong màng sinh học sẽ oxy hoá các chất hữu cơ, sử dụng chúng làm nguồn dinh dưỡng và năng lượng. Chất hữu cơ được tách ra khỏi nước, còn khối lượng của màng sinh học tăng lên. Màng vi sinh chết sẽ được cuốn trôi theo nước ra khỏi bể lọc sinh học. Để duy trì điều kiện hiếu khí hay kỵ khí trong bể phụ thuộc vào lượng oxy cấp vào. Nhưng thực tế trong bể luôn tồn tại 3 quá trình hiếu, thiếu và kỵ khí. Do đó hiệu quả khử nitơ và photpho của bể lọc tương đối cao.
Tiếp đó, nước thải tinh bột sắn sẽ được dẫn đến cụm 5 hồ sinh học, phần CN-. nitơ, photpho, BOD5, COD, SS còn lại sẽ được khử tại các hồ sinh học. Nước thải sau khi qua hệ thống xử lý đạt tiêu chuẩn QCVN 24:2009, loại B sẽ thải ra nguồn tiếp nhận.
